JPH0749382B2 - オレフイン混合物の選択的ヒドロフオルミル化方法 - Google Patents

オレフイン混合物の選択的ヒドロフオルミル化方法

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JPH0749382B2
JPH0749382B2 JP63270444A JP27044488A JPH0749382B2 JP H0749382 B2 JPH0749382 B2 JP H0749382B2 JP 63270444 A JP63270444 A JP 63270444A JP 27044488 A JP27044488 A JP 27044488A JP H0749382 B2 JPH0749382 B2 JP H0749382B2
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泰男 松村
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、α−(4−イソブチルフエニル)プロピオン
酸中間体として有用なオレフイン混合物中のビニル基を
選択的にヒドロフオルミル化する方法に関する。本発明
の方法で得られる生成物はα−(4−イソブチルフエニ
ル)プロピオンアルデヒドおよび/またはα−(4−
(2,2−ジメチルエテニル)フエニル)プロピオンアル
デヒドであり、これらは消炎効果の高い医薬、α−(4
−イソブチルフエニル)プロピオン酸(商品名:イブプ
ロフエン)を製造する上で重要な中間体である。
[従来技術および発明が解決しようとする課題] p−イソブチルスチレンをヒドロフオルミル化してα−
(4−イソブチルフエニル)プロピオンアルデヒドを得
る方法は、例えば特開昭61−24534号公報などの開示さ
れているが、目的とするヒドロフオルミル化反応と競合
する可能性のあるオレフインとp−イソブチルスチレン
との混合物をヒドロフオルミル化する技術は知られてい
ない。
例えば、p−イソブチルエチルベンゼンを酸化鉄系の脱
水素触媒の存在下で脱水素すれば、α−(4−イソブチ
ルフエニル)プロピオン酸の製造原料となるp−イソブ
チルスチレンを有効に製造できるが、脱水素生成物はp
−イソブチルスチレンと下記化合物(I)および/また
は(II) とを含む混合物となる。この脱水素混合物からp−イソ
ブチルスチレンを蒸留等で高純度に分離精製してヒドロ
フオルミル化すると、蒸留塔内での熱重合などによりp
−イソブチルスチレンの損失が大きく、経済的に極めて
不利となる。そこで該脱水素生成物をそのまま、または
軽質分除去というような簡単な粗蒸留のみでヒドロフオ
ルミル化できれば経済的に甚だ有利になる。
しかしながら、上記不純物(I)および(II)は、ヒド
ロフオルミル化反応に活性なイソブテニル基を有するた
め目的とする反応と競合し、ヒドロフオルミル化工程の
効率を悪化させる。そこで上記混合物のビニル基のみを
選択的にヒドロフオルミル化する技術の開発が望まれ
る。
カルボニル化反応に対して活性な複数のオレフイン混合
物の特定なオレフインのみを選択的にヒドロフオルミル
化する方法については、その例が少ない。例えば特開昭
58−210033号および同59−110643号公報には、5−エチ
リデンビシクロ[2,2,1]ヘプテン−2のベンゼン環に
結合していない脂肪族不飽和二重結合をカルボニル化し
ているが、水素や一酸化炭素の導入量を調節することに
より、その一つの不飽和基のみをカルボニル化してい
る。また特開昭63−233945号公報には、特定のジオレフ
インの選択的ヒドロフオルミル化についての開示があ
る。同公報での置換基の付いたエテニル基は、活性なベ
ンジル位に水素を持たない構造であり本発明の方法とは
全く異なるものである。
本発明者らは、特定の構造を持つオレフイン混合物が、
特定の反応条件下で一酸化炭素と水素とを反応させて
も、その一方の不飽和基のみしかヒドロフオルミル化さ
れないことを見い出して本発明を完成させたものであ
る。
[課題を解決するための手段] 即ち本発明は、下記式(I)、(II) およびp−イソブチルスチレンから成る群から選択され
た、少なくとも二種類の不飽和炭化水素を含むオレフイ
ン混合物を、遷移金属錯体カルボニル化触媒の存在下、
一酸化炭素および水素と選択的に反応させることによ
り、ビニル基のみを選択的にヒドロフオルミル化して、
下記式(III)および/または(IV) にて表わされるα−アリールプロピオンアルデヒド誘導
体類を製造することを特徴とするオレフイン混合物の選
択的ヒドロフオルミル化方法に関する。
以下に本発明を更に説明する。
本発明の方法により、前記化合物(I)、(II)および
p−イソブチルスチレンから成る群から選択された、少
なくとも二種類の不飽和炭化水素を含むオレフイン混合
物を、遷移金属錯体カルボニル化触媒の存在下、一酸化
炭素および水素と選択的に反応させることにより、ビニ
ル基のみを選択的にヒドロフオルミル化して、前記式
(III)および/または(IV)にて表わされるα−アリ
ールプロピオンアルデヒド誘導体類が製造される。さら
に具体的には化合物(I)は該反応においては実質的に
または全く反応せずに化合物(I)のまま残る。また化
合物(II)は、それが有するビニル基のみが選択的にヒ
ドロフオルミル化され、もう一方の置換基のイソブテニ
ル基は該反応では実質的にまたは全く反応しないで化合
物(IV)となる。p−イソブチルスチレンからは化合物
(III)が得られる。フォルミル基の付加位置は通常ビ
ニル基のα−位である。
上記のヒドロフオルミル化に使用される遷移金属錯体触
媒としては、Pd、Rh、Ir、Ru等の遷移金属錯体である。
これらの遷移金属は、酸化数0〜最高位酸化数まで使用
でき、ハロゲン原子、三価のリン化合物、π−アリル
基、アミン、ニトリル、オキシム、オレフインあるいは
カルボニル錯化合物等として一酸化炭素、水素等を配位
子として含有するものが用いられる。
カルボニル化触媒の具体例としては、ビストリフエニル
ホスフインジクロロ錯体、ビストリブチルホスフインジ
クロロ錯体、ビストリクロロヘキシルホスフインジクロ
ロ錯体、π−アリルトリフエニルホスフインクロロ錯
体、トリフエニルホスフインピペリジンジクロロ錯体、
ビスベンゾニトリルジクロロ錯体、ビスシクロヘキシル
オキシムジクロロ錯体、1,5,9−シクロドデカトリエン
ジクロロ錯体、ビストリフエニルホスフインジカルボニ
ル錯体、ビストリフエニルホスフインアセテート錯体、
ビストリフエニルホスフインナイトレート錯体、ビスト
リフエニルホスフインサルフエート錯体、テトラキスト
リフエニルホスフイン錯体および一酸化炭素を配位子の
一部に持つ、クロロカルボニルビストリフエニルホスフ
イン錯体、ヒドリドカルボニルトリストリフエニルホス
フイン錯体、ビスコロロテトラカルボニル錯体、ジカル
ボニルアセチルアセトナート錯体等が挙げられる。
触媒は、錯体として反応系に供給して使用することもで
きる。また別個に配位子を供給して反応系において錯体
を形成させて使用することもできる。すなわち、上記遷
移金属の酸化物、硫酸塩、塩化物などに対して配位子と
なりうる化合物、例えばホスフイン、ニトリル、アリル
化合物、アミン、オキシム、オレフイン、または一酸化
炭素、水素等を同時に反応系に存在させる方法である。
ホスフインとしては、例えばトリフエニルホスフイン、
トリトリルホスフイン、トリシクロヘキシルホスフイ
ン、トリエチルホスフイン等、ニトリルとしては、例え
ばベンゾニトリル、アクリロニトリル、プロピオニトリ
ル、ベンジルニトリル等、アリル化合物としては、例え
ばアリルクロライド、アリルアルコール等、アミンとし
ては、例えばベンジルアミン、ピリジン、ピペラジン、
トリ−n−ブチルアミン等、オキシムとしては、例えば
シクロヘキシルオキシム、アセトオキシム、ベンズアル
ドオキシム等、オレフインとしては、例えば1,5−シク
ロオクタジエン、1,5,9−シクロドデカトリエン等が挙
げられる。
錯体触媒、または錯体を作りうる化合物の使用量は、前
記混合物中のビニル基を持つ化合物1.0モルに対し0.000
1〜0.5モル、好ましくは0.0002〜0.1モルであり、配位
子となりうる化合物の添加量はPd、Rh、Ir、Ru等の錯体
の核となりうる遷移金属1モルに対して0.8〜10モル、
好ましくは1〜4モルである。
さらに、反応を促進する目的で塩化水素、三フッ価ホウ
素などの無機ハロゲン化物やヨウ化メチル等の有機ヨウ
化物等を添加してもよい。
これらハロゲン化物を添加する場合は、錯体触媒、また
は錯体を作りうる化合物1モルに対し、ハロゲン原子と
して0.1〜30倍モル、好ましくは1〜15倍モル使用す
る。添加量が0.1モル未満の場合、触媒の種類によって
も異なるが、添加効果が見られないことがある。また30
倍モルを超えるときには触媒活性が却って低下するとと
もに、二重結合を有する反応原料または反応生成物にハ
ロゲンが付加する等、目的の反応が制御される。ヒドロ
フオルミル化反応は、反応温度40〜150℃、好ましくは5
5〜110℃で行う。40℃未満では反応速度が遅くなり、実
用的ではない。また150℃を超える場合には、重合、水
素付加等の副反応や錯体触媒自体の分解を起こし好まし
くない。そのほか、前記本発明の目的とするビニル基以
外のもう一つの炭素−炭素二重結合までヒドロフオルミ
ル化されるために好ましくない。
反応圧力は10〜600Kg/cm2、好ましくは50〜300Kg/cm2
ある。10Kg/cm2未満では反応が遅く実用できない。圧力
は高いほど反応は速やかに進行するが、600Kg/cm2を超
えると目的とするビニル基ではない方の置換基の二重結
合までヒドロフオルミル化されるので好ましくない。
反応は一酸化炭素および水素の混合ガスの吸収が見られ
なくなるまで行えばよく、通常は4〜24時間の範囲で充
分である。
反応に必要とする一酸化炭素と水素は、予め混合された
混合ガスの状態でも、各々別に反応器に供給してもよ
い。反応系に供給する場合の一酸化炭素と水素とのモル
比は、適宜選択できる。一般に本発明のようなヒドロフ
オルミル化反応では、一酸化炭素と水素とは正確に1:1
のモル比で吸収されていく。したがって反応器の大き
さ、反応の形式にもよるが、一酸化炭素と水素のモル比
は1:1で供給すれば最も効率的である。
本発明のヒドロフオルミル化において、ヒドロフオルミ
ル化に不活性な溶媒を反応熱除去等の目的で使用もでき
る。ヒドロフオルミル化に対して不活性な溶媒として
は、エーテル、ケトン、アルコール等の極性溶媒や、パ
ラフイン、シクロパラフイン、芳香族炭化水素のような
非極性溶媒が挙げられる。しかし一般には無溶媒の状態
でも充分好ましい結果が得られる。
ヒドロフオルミル化の終了後、目的化合物である前記式
(III)および(IV)は、好ましくは減圧下で蒸留分離
すれば容易に触媒と分離できる。回収した触媒は再度使
用もできる。未反応の化合物(I)は水素添加により容
易にp−イソブチルエチルベンゼンに変換できる。式
(III)の化合物は酸化により、式(IV)の化合物は水
素添加および酸化してそれぞれα−(4−イソブチルフ
エニル)プロピオン酸を得ることができる。
[実施例] 以下、実施例により本発明を更に詳しく説明する。以
下、化合物(I)をEDS、化合物(II)をVDS、p−イソ
ブチルエチルベンゼンをPBEおよびp−イソブチルスチ
レンをPBSと呼称することがある。
参考製造例 カリウムおよびクロムを助触媒とする酸化鉄系脱水素触
媒(日産ガードラー(株)製、G−64A)を粒径1〜2mm
に調整し、内径12mm、長さ1mのステンレス管に20ml充填
した。
純度99%のp−イソブチルエチルベンゼンを10ml/hr、
および水90ml/hrを、予熱管を経由して550℃で触媒層に
通して脱水素させた(触媒との接触時間0.2秒、p−イ
ソブチルエチルベンゼンに対するスチームのモル比9
3)。
脱水素物は冷却し、気液を分離した後、有機相につきガ
スクロマトグラフイーによりp−イソブチルエチルベン
ゼンの転化率およびp−イソブチルスチレンの選択率を
確認した。
脱水素物の有機相の組成は次のようであった。
PBE 69.3Wt% PBS 24.7Wt% EDS 2.2Wt% VDS 0.9Wt% 不明分 2.9Wt% これから、p−イソブチルエチルベンゼンの転化率は31
%、p−イソブチルスチレンへの選択率は84.3%、EDS
への選択率は7.5%、VDSへの選択率は3.1%であること
が分かった。
実施例1 参考製造例で得た脱水素混合物100gと、ロジウムヒドリ
ドカルボニルトリストリフエニルホスフイン0.26gを内
容積200mlの撹拌機付きオートクレーブに入れ、撹拌し
ながら60℃に加熱し、水素と一酸化炭素との等モル混合
ガスにより50Kg/cm2まで加圧した後、反応による混合ガ
スの吸収がなくなるまで反応を継続した。
反応終了後冷却して反応液を回収し、反応液をガスクロ
マトグラフイーで分析の結果、VDSは転化率99.6%、化
合物(IV)への選択率90.3%であり、p−イソブチルス
チレンは転化率99.7%、化合物(III)への選択率91.5
%であり、EDSは反応の前後で変化は認められなかっ
た。またイソブテニル基のフオルミル化された化合物は
総量で0.1%以下であった。
実施例2 ロジウムヒドリドカルボニルトリストリフエニルホスフ
インの代わりに酸化ロジウム0.1gとトリフエニルホスフ
イン0.6gとを用いて実施例1と同様に操作した。反応終
了後冷却して反応液を回収し、反応液をガスクロマトグ
ラフイーで分析の結果、VDSは転化率99.1%、化合物(I
V)への選択率87.7%であり、p−イソブチルスチレン
は転化率99.4%、化合物(III)への選択率88.1%であ
り、EDSは転化率0.1%であった。またイソブテニル基の
フオルミル化された化合物は総量で0.1%以下であっ
た。
実施例3 VDS10重量%、EDS10重量%、p−イソブチルスチレン50
重量%および溶媒としてトルエン30重量%から成る混合
物100gと、触媒としてロジウムヒドリドカルボニルトリ
ストリフエニルホスフイン0.6gを内容積200mlの撹拌機
付きオートクレーブに入れ、撹拌しながら70℃に加熱
し、水素と一酸化炭素との等モル混合ガスにより50Kg/c
m2迄加圧した後、反応による混合ガスの吸収がなくなる
まで反応を継続した。
反応終了後冷却して反応液を回収し、反応液をガスクロ
マトグラフイーで分析の結果、VDSは転化率99.7%、化
合物(IV)への選択率89.7%であり、p−イソブチルス
チレンは転化率99.9%、化合物(III)への選択率91.0
%であり,EDSは転化率0.1%であった。またイソブテニ
ル基のフオルミル化された化合物は総量で0.1%以下で
あった。
[発明の効果] 本発明によれば、前記式(I)、式(II)およびp−イ
ソブチルスチレンの中から選択される少なくとも二種類
の不飽和炭化水素を含むオレフイン混合物は、ビニル基
のみが選択的にヒドロフオルミル化されて、前記式(II
I)および/または式(IV)で表わされるα−アリール
プロピオンアルデヒド誘導体が得られ、イソブテニル基
の二重結合がヒドロフオルミル化された化合物は、実質
的にまたは全く生成しない。したがって例えば、p−イ
ソブチルエチルベンゼンの脱水素混合物から、p−イソ
ブチルスチレンを高純度に精製することなくヒドロフオ
ルミル化して、α−(4−イソブチルフエニル)プロピ
オン酸中間体である前記式(III)および/または式(I
V)を得ることができる。
本発明の前記式(III)の化合物は常法により酸化する
ことにより、また前記式(IV)の化合物は同じく常法に
より水素添加および酸化することにより消炎効果に優れ
たα−(4−イソブチルフエニル)プロピオン酸を得る
ことができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記式(I)、(II) およびp−イソブチルスチレンから成る群から選択され
    た、少なくとも二種類の不飽和炭化水素を含むオレフイ
    ン混合物を、遷移金属錯体カルボニル化触媒の存在下、
    反応温度40〜150℃、一酸化炭素および水素の合計分圧
    が10〜600Kg/cm2において一酸化炭素および水素と選択
    的に反応させることにより、ビニル基のみを選択的にヒ
    ドロフオルミル化して、下記式(III)および/または
    (IV) にて表わされるα−アリールプロピオンアルデヒド誘導
    体類を製造することを特徴とするオレフイン混合物の選
    択的ヒドロフオルミル化方法。
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